(57)【要約】【課題】ヒートアイランド現象に伴う気温上昇を抑制する作用が期待でき、セメントコンクリートに比較して高い空隙率でも高い圧縮強度が発揮される、駐車場、歩道、公園等の舗装に有用な舗装用ブロック及び該ブロックを利用した駐車場又は歩道用の舗装構造を提供すること。【解決手段】本発明の舗装用ブロックは、粒径１ｍｍ以下の微粉末１００質量部及び改質硫黄３０〜４００質量部を含む改質硫黄含有材料１０〜５０質量％と、粒径３〜５０ｍｍの骨材５０〜９０質量％とを含み、空隙率１０〜４０％、曲げ強度３．０〜６．０Ｎ／ｍｍ2を示す。本発明の駐車場又は歩道用の舗装構造は、複数の緑化区画部と上記複数の舗装用ブロックとを混在して敷設した構造である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径１ｍｍ以下の微粉末１００質量部及び改質硫黄３０〜４００質量部を含む改質硫黄含有材料１０〜５０質量％と、粒径３〜５０ｍｍの骨材５０〜９０質量％とを含み、空隙率１０〜４０％、曲げ強度３．０〜６．０Ｎ／ｍｍ2である舗装用ブロック。
【請求項２】
複数の緑化区画部と請求項１記載の複数の舗装用ブロックとを混在して敷設した駐車場又は歩道用の舗装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートアイランド現象等のアスファルト舗装及びコンクリート構造物等による気温上昇を抑制する作用を有し、インターロッキングブロック等として、駐車場、歩道、公園等の舗装に有用な舗装用ブロック及び該ブロックを用いた駐車場又は歩道用の舗装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、気候の温暖化、コンクリート建造物やアスファルト舗装道路の増加等に伴い、都市部におけるヒートアイランド現象の深刻化が進んでいる。このような現象を抑制するために、従来、駐車場、歩道、公園等の舗装に、ある程度の空隙率と曲げ強度を有するインターロッキングブロック等の舗装用ブロックが数多く提案され、施工されている。該ブロックの空隙率を高くすることによって、ブロック自体の保水により温度上昇抑制効果が高まる他、乾燥時においても空隙を通して、植物の成長に不可欠な酸素の供給が効率的に行われる。
このような舗装用ブロックとしては、その強度をある程度保持するためにセメントコンクリート製のものが多く提案されているが、該セメントコンクリート製ブロックにおいても、ある程度の強度を達成するためには、空隙率を低下させる必要があり、所望のヒートアイランド現象の抑制が達成できない。更に、ヒートアイランド現象を抑制するために、このような舗装用ブロックを、芝生等の緑化区画部と組合せて用いることが最近多くなっているが、セメントコンクリートは、アルカリ成分の流出が懸念され、緑化区画部に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００３】
ところで、近年、セメントコンクリートに代わる土木・建設資材として、耐酸性、機械的強度、遮水性等に優れる硫黄含有資材が多数提案され、利用されはじめている。
このような硫黄含有資材は、該資材中の硫黄又は改質硫黄の溶融温度が通常１２０℃以上であるため、１２０〜１６０℃程度に保持した溶融硫黄含有物を、所定の型枠に流し込み成型固化させることにより製造されている。また、硫黄含有資材を利用した多孔体として、特許文献１には、硫黄材料と骨材とを含み、透水性を示す連続空隙を有し、空隙率が５〜４０容量％である多孔質硫黄資材が提案されている。
しかし、このような硫黄資材を利用した空隙率の大きい多孔体が、ヒートアイランド現象を抑制しうる点については知られていない。
【特許文献１】特開２００４−１８９５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ヒートアイランド現象に伴う気温上昇を抑制する作用が期待でき、セメントコンクリートに比較して高い空隙率でも高い曲げ強度が発揮される、駐車場、歩道、公園等の舗装に有用な舗装用ブロックを提供することにある。
本発明の別の課題は、緑化区画部と舗装用ブロックが混在する駐車場又は歩道において、緑化区画部に悪影響を与えずに、ヒートアイランド現象に伴う気温上昇を有効に抑制することが可能な駐車場又は歩道用の舗装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、粒径１ｍｍ以下の微粉末１００質量部及び改質硫黄３０〜４００質量部を含む改質硫黄含有材料１０〜５０質量％と、粒径３〜５０ｍｍの骨材５０〜９０質量％とを含み、空隙率１０〜４０％、曲げ強度３．０〜６．０Ｎ／ｍｍ2である舗装用ブロックが提供される。
また本発明によれば、複数の緑化区画部と複数の上記舗装用ブロックとを混在して敷設した駐車場又は歩道用の舗装構造が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の舗装用ブロックは、特定の改質硫黄含有材料と、特定粒径の骨材とを特定割合で組合せた組成を有し、空隙率１０〜４０％、曲げ強度３．０〜６．０Ｎ／ｍｍ2が達成されるので、優れたヒートアイランド現象に伴う気温上昇の抑制作用を示す。従って、駐車場、歩道、公園等に適した、インターロッキングブロック等としての使用に有用である。
本発明の駐車場又は歩道用の舗装構造は、本発明の上記舗装用ブロックと緑化区画部とを組合せた構造を有し、該舗装用ブロックが、セメントコンクリートを用いないで改質硫黄含有材料を用いるので、緑化区画部に対しての悪影響が無く、有効にヒートアイランド現象に伴う気温上昇を抑制すると共に、強度的にも優れ、耐久性も期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の舗装用ブロックは、粒径１ｍｍ以下の微粉末及び改質硫黄を特定割合で含む改質硫黄含有材料と、粒径３〜５０ｍｍの骨材とを特定割合で含有する。
前記改質硫黄含有材料に用いる改質硫黄は、通常の硫黄、例えば、天然産又は、石油や天然ガスの脱硫によって生成した硫黄等を硫黄改質剤により重合したものであって、硫黄と硫黄改質剤との反応物である。
【０００８】
硫黄改質剤としては、例えば炭素数４〜２０のオレフィン系炭化水素又はジオレフィン系炭化水素、具体的には、リモネン、ピネン等の環状オレフィン系炭化水素、スチレン、ビニルトルエン、メチルスチレン等の芳香族炭化水素、ジシクロペンタジエン及びそのオリゴマー、シクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、ビニルシクロヘキセン、ビニルノルボルネン、エチリデンノルボルネン、シクロオクタジエン等のジエン系炭化水素等の１種又は２種以上の混合物が挙げられる。
前記改質硫黄は、硫黄と硫黄改質剤とを溶融混合することにより得ることができる。この際、硫黄改質剤の使用割合は、硫黄と硫黄改質剤との合計量に対して、通常０．１〜３０質量％、特に、１．０〜２０質量％の割合が好ましい。
【０００９】
改質硫黄の調製は、例えば、硫黄と硫黄改質剤とを１２０〜１６０℃の範囲、硫黄が効率よく改質するように好ましくは１３０〜１５５℃、より好ましくは１４０〜１５５℃の範囲で溶融混合し、１４０℃における粘度が０．０５〜３．０Pa・sになるまで滞留させる方法等により行うことができる。
前記溶融混合は、例えば、インターナルミキサー、ロールミル、ドラムミキサー、ポニーミキサー、リボンミキサー、ホモミキサー、スタティックミキサー等を用いて行うことができる。
【００１０】
前記改質硫黄含有材料において、前記改質硫黄の含有割合は、後述する微粉末１００質量部に対して、通常３０〜４００質量部、好ましくは５０〜３００質量部である。３０質量部未満では、微粉末との均一混合が十分でなく、４００質量部を超えると、改質硫黄と微粉末とが分離して均一な改質硫黄含有材料が得られ難く、最終的に得られる舗装用ブロックの曲げ強度や空隙率の均一化が困難である。
【００１１】
前記改質硫黄含有材料に用いる微粉末は、粒径１ｍｍ以下の微粉末である。前記微粉末の粒径が１ｍｍを超えると改質硫黄含有材料を溶融状態で、後述する骨材と混合する際に、均一な混合が困難である。このような微粉末の粒径調整は公知技術が利用でき、例えば、篩等で調整することができる。粒径はJIS標準ふるいを使用して規定できる。
微粉末としては、上記特定粒度を有するものであれば特に限定されないが、例えば、粒径分布の調整が容易で均一なものを大量に入手しやすい点で、石炭灰、珪砂、シリカヒューム、石英粉、砂、ガラス粉末及び電気集塵灰からなる群より選択される１種又は２種以上が好ましく挙げられる。
【００１２】
前記改質硫黄含有材料は、流動状態の改質硫黄、即ち、改質硫黄溶融物と微粉末とを混合することにより得ることができる。この混合物は、冷却により固化するが、溶融状態に保持することにより、後述する骨材とそのまま混合することができる。また、改質硫黄含有材料を固化した後、後述する骨材と混合する際に再度溶融状態とすることも可能である。ここで、改質硫黄含有材料が、前記微粉末を含有しない場合には、最終的に得られる舗装用ブロックの曲げ強度が低下する恐れがある。
【００１３】
本発明の舗装用ブロックに用いる骨材は、粒径が３〜５０ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍの範囲であって、より好ましくは前記範囲の中でも、骨材の最大粒径と最少粒径との差が２〜５ｍｍの範囲となるように篩い分けした骨材の使用が、舗装用ブロックの空隙率及び曲げ強度をより均質化しうる点で好ましい。
ここで、粒径は、骨材の長軸長さを意味する。そして、骨材の形態は、特に限定されないが、球型、立方体、平板、星型等であることが好ましい。
前記骨材としては、例えば、砂利、高炉スラグ、転炉スラグ、電炉スラグ、フェロニッケルスラグ、溶融スラグや、ホタテ貝殻、カキ貝殻、ホッキ貝殻等の各種貝殻の破砕物等が挙げられる。
【００１４】
本発明の舗装用ブロックにおいて、上記各成分の含有割合は、改質硫黄含有材料１０〜５０質量％、好ましくは１５〜４５質量％、粒径３〜５０ｍｍの骨材５０〜９０質量％、好ましくは５５〜８５質量％である。改質硫黄含有材料の割合が１０質量％未満の場合には、ブロックの形成が困難であり、５０質量％を超えると規定する空隙率が得られない恐れがある。
【００１５】
本発明の舗装用ブロックの空隙率は１０〜４０％、好ましくは１０〜３０％である。空隙率が１０％未満では、所望のヒートアイランド現象に伴う気温上昇の抑制作用が得られず、４０％を超えると曲げ強度が低下し、舗装用ブロックとしての使用が困難である。ここで、空隙率は、舗装用ブロックの密度と材料(改質硫黄含有材料と骨材)それぞれ単身の密度を基にして算出した値、もしくはブロックを水に含浸して実際に含浸水量を測定して得た値である。
本発明の舗装用ブロックの曲げ強度は、３．０〜６．０Ｎ／ｍｍ2である。曲げ強度が３．０Ｎ／ｍｍ2未満では舗装用ブロックとしての使用が困難であり、６．０Ｎ／ｍｍ2を超えると所望の空隙率が得られない恐れがある。
本発明の舗装用ブロックには、必要に応じて上記成分以外に本発明の効果を損なわない範囲で他の材料を適宜配合することができ、例えば、着色料、顔料、染料等が上げられる。
【００１６】
本発明の舗装用ブロックを製造するには、例えば、前記改質硫黄含有材料の溶融物と前記骨材とを特定割合で混合した混合物を、所望の形態のブロック用型枠に充てんし、固化する方法がある。
改質硫黄含有材料の溶融は、通常１２０〜１５０℃、好ましくは１３０〜１４０℃程度で行うことができ、骨材との混合に際しては、骨材も１２０〜１５０℃程度に予熱しておくことが好ましい。
改質硫黄含有材料と骨材との混合時間は、通常、１〜３０分間程度である。
【００１７】
前記混合物を舗装用ブロックの型枠に充填する場合には、型枠を４０〜１００℃程度に予熱しておき、好ましくは混合物充填中又は充填後に振動機等により振動を与えたり、超音波照射により改質硫黄含有材料及び骨材の偏りを抑制することが好ましい。
混合物の冷却固化は、自然冷却であっても良いが、得られるブロックの表面を滑らかにするために、徐々に冷却することが好ましい。該冷却の熱履歴は、型枠の形態、容量等に応じて適宜選択することができる。
【００１８】
本発明の駐車場又は歩道用の舗装構造は、複数の緑化区画部と、複数の前記舗装用ブロックとを混在して敷設したものである。
前記敷設は、例えば、碁盤目等になるように両者を交互に敷設したり、緑化区画部と前記舗装用ブロックとを組合せて模様や何等かの形態を描くように敷設する等により行うことができる。舗装用ブロックと緑化区画部との割合は、設置場所、景観等に応じて適宜選択することができる。
緑化区画部は、芝生や地被植物等の供用に支障がない植生区画部であれば特に限定されない。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが本発明はこれらに限定されない。
実施例１
密閉式撹拌混合槽中に、固体硫黄９５ｋｇを入れ、１２０℃で加温して溶解後、１３０℃に保持した。続いて、約５０℃に加熱溶解したジシクロペンタジエン５ｋｇをゆっくりと添加し、約１０分間静かに撹拌して、初期反応による温度上昇が収束することを確認してから、１４０℃まで昇温した。反応が開始され、次第に粘度が上昇し、約１時間で粘度が０．１Pa・sに達したところで直ちに加熱を停止し、適当な型又は容器に流し込んで室温で冷却し、改質硫黄を得た。
次いで、１４０℃に予熱した粒径１ｍｍ以下の石炭灰２０kgと、前記改質硫黄４０kgを１３０℃に再加熱して溶解した溶解物とを、１４０℃に保った混練機内にほぼ同時に投入した。続いて１０分間混練した後冷却し、１００ｍｍ以下に破砕して改質硫黄含有材料を調製した。
【００２０】
バッチ式撹拌混合槽中に、上記改質硫黄含有材料２０質量部を導入し、１２０℃で加温して溶解後、１３０℃に保持した。続いて、粉砕したホタテ貝殻を粒径５〜１０ｍｍに篩い分けした骨材８０質量部を１３０℃に予熱した状態で導入し、１３０℃で１０分間混練した。
得られた混練物を、内寸法が１０ｃｍ×２０ｃｍ×７ｃｍの予熱した金属製型枠に振動機上で振動を与えて導入した。その後、冷却固化し１０ｃｍ×２０ｃｍ×７ｃｍの舗装用ブロックを調製した。
得られた舗装用ブロックについて、空隙率を該ブロックの密度と材料(改質硫黄と微粉末と骨材)それぞれ単身の密度を基にして算出した。また、ブロックの曲げ強度をJIS A 1106により、ブロックの圧縮強度をJIS A1108により、比重をJIS A1161により測定した。その結果、ブロックの空隙率は２０％、曲げ強度は４．２Ｎ／ｍｍ2、圧縮強度は２０Ｎ／ｍｍ2であった。
【００２１】
屋外駐車場に上記で製造した舗装用ブロック２００枚を同寸法の芝緑化区画部と共に碁盤目状に敷設した。次いで、夏場の気温３０℃、風速２ｍ／秒の条件下において舗装用ブロックの表面温度を測定した。比較のため、舗装用ブロックの代わりに同寸法のコンクリートブロックを用いて同様な測定を行った。その結果、舗装用ブロックの表面温度は平均でコンクリートブロックの表面温度よりも３℃低かった。
【００２２】
実施例２
実施例１におけるホタテ貝殻の骨材の代わりに、３号珪砂を骨材として用いた以外は実施例１と同様に舗装用ブロックを製造した。
得られた舗装用ブロックの空隙率は１０％、曲げ強度は５．３Ｎ／ｍｍ2、圧縮強度は３０Ｎ／ｍｍ2であった。また、実施例１と同様に屋外駐車場に芝緑化区画部を用いて敷設し、コンクリートブロックとの比較を行った。条件は、夏場の気温２８℃、風速１．５ｍ／秒で行った。その結果、舗装用ブロックの表面温度は平均でコンクリートブロックの表面温度よりも２℃低かった。